Luego de un meticuloso estudio de los datos recogidos durante 15 años por investigadores japoneses se tienen evidencias directas de la detección de las partículas de materia oscura en el universo
Buenos Aires-(Nomyc)-De confirmarse el hallazgo, que lograron investigadores japoneses gracias al telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA sobre el halo galáctico de la Vía Láctea, supondría una verdadera revolución en el campo de la física y generaría la modificación del modelo estándar de la física de partículas, que es la teoría que describe con precisión la estructura fundamental de la materia y además, tendría enormes consecuencias en cosmología a la hora de explicar la formación y evolución de los cúmulos galácticos.
Este innovador trabajo, publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics y su único autor es el astrofísico nipón Tomonori Totani, sostiene que el “patrón energético hallado en sus investigaciones podría ser la primera evidencia directa de las llamadas Partículas Masivas de Interacción Débil (WIMP, por sus siglas en inglés), aunque la comunidad científica pide cautela y verificación independiente antes de confirmar un hallazgo que podría transformar la física actual”.
Invisibles para cualquier telescopio: la hipótesis aceptada de manera masiva, es que la Materia Oscura (MO) está compuesta por esas esquivas WIMPs, cientos de veces más masivas que el protón y de movimiento muy lento y como no absorben ni emiten luz ni interaccionan con cualquier partícula observada, es imposible su detección directa por instrumentos ópticos como el telescopio.
El cúmulo de Coma, con hasta 1 000 galaxias identificadas, es el lugar del cosmos donde surgieron las primeras evidencias de la existencia de MO y en 1930, el astrónomo suizo Fritz Zwicky observó que aquellas galaxias se movían demasiado rápido para la gravedad creada por la materia ordinaria observada, por lo que deberían haber escapado del cúmulo, pero, en cambio, permanecían juntas.
En otras palabras, no existía suficiente masa visible como para mantener unidas a tantas galaxias y la MO en el cúmulo de Coma es tan predominante que constituye cerca del 90 por ciento de su masa total.
A raíz de esas observaciones, Zwicky sugirió que podría existir una forma invisible de materia que creaba la gravedad adicional que aglutinaba a estas galaxias y la denominó “Dunkle Materie” en Alemán lo que traducido significa “Materia Oscura”.
Más tarde, en la década de 1970, la astrónoma norteamericana Vera Rubin recurrió a ese concepto para explicar la velocidad anómala de las estrellas en los bordes exteriores de las galaxias espirales y hoy en día, aunque no todos los astrónomos están de acuerdo sobre la verdadera naturaleza de la materia oscura, su existencia está ampliamente aceptada.
La Materia Oscura constituye la mayor parte de la masa de las galaxias y cúmulos galácticos y los astrónomos, estiman que la Materia Visible constituye solo cerca del 5 por ciento del universo, mientras que la MO representa alrededor del 27 por ciento y el 68 por ciento restante, correspondería a Energía Oscura y sería responsable de la expansión acelerada del universo, aunque se desconoce aún su naturaleza exacta.
Emiten radiación muy energética al aniquilarse: estas partículas de MO son indetectables por cualquier telescopio, dado que no emiten ni absorben luz en ninguna longitud de onda, aunque la pregunta es ¿cómo pueden ser detectadas mediante observaciones directas?
La buena noticia es que al interaccionar, las hipotéticas WIMP se aniquilarían de manera mutua y producen una radiación muy energética en forma de rayos gamma e incluso los investigadores analizan los datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA para buscar señales de WIMP interactuando y aniquilándose, como en el caso de la sorprendente investigación del astrónomo Tomonori Totani.
Así, un exceso de radiación gamma muy energética en determinadas regiones galácticas, tendría su origen en las aniquilaciones de partículas de materia oscura, y podrían ser prueba de la existencia de WIMPs y lo discutible, es si la prueba es concluyente o estamos ante una hipótesis especulativa.
La señal que confirmará que existe la MO: Totani analizó los datos del halo de la Vía Láctea, una región esférica de estrellas viejas que rodea a nuestra galaxia y con una supesta alta concentración de materia Oscura.
El análisis detallado de los datos en esta región galáctica, reveló un exceso de radiación gamma muy energética, alrededor de 20 gigaelectronvoltios (20 GeV) y también el espectro energético hallado, coincide con la predicción teórica de la aniquilación de WIMPs, lo que sugiere que las partículas tienen una masa aproximadamente 500 veces mayor que la de un protón.
Según el autor del estudio “detectamos rayos gamma con una energía extremadamente alta, extendiéndose en una estructura similar a un halo hacia el centro de la Vía Lácteay el componente de emisión de rayos gamma se asemeja mucho a la forma esperada del halo de materia oscura”.
Además, este patrón de radiación gamma tan específico no es fácilmente explicable a partir de otros eventos astronómicos alternativos como supernovas o púlsares de rápida rotación.
El trabajo de Totani constituye un indicio plausible de emisión de rayos gamma a partir de aniquilación de materia oscura, aunque no exento de incertidumbre y lejos de ser totalmente concluyente.
La necesaria prudencia ante estos nuevos resultados: “las afirmaciones extraordinarias requieren evidencia extraordinaria” sostenía Carl Sagan en cuento a la perfección cómo debe procederse en ciencia ante resultados tan revolucionarios como el propuesto en este nuevo estudio sobre materia oscura.
Este nuevo hallazgo entra, ahora, en un período de intenso escrutinio y verificación por otros grupos de investigación por lo que se deberán realizar análisis independientes para verificar esta característica señal de 20 GeV asociada a partículas WIMP, de manera probable en otros ambientes ricos en materia oscura como las galaxias enanas del halo de la Vía Láctea.
Habrá que esperar para conocer si este interesante trabajo asienta las bases para una detección sólida de la elusiva “materia ausente” que tanto ha desconcertado a los astrónomos en las últimas décadas.
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